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consteval
是 C++20 引入的一个新关键字,它用于指示一个函数必须在编译时进行计算。这有助于优化性能,因为避免了运行时的计算开销。以下是一些实际工程中 consteval
的应用案例:
- 编译时常量计算:
consteval int square(int x) { return x * x; } constexpr int a = square(3); // 编译时计算
- 编译时数组初始化:
template<typename T, size_t N> consteval T sum(const T (&arr)[N]) { T total = 0; for (size_t i = 0; i < N; ++i) { total += arr[i]; } return total; } constexpr int numbers[] = {1, 2, 3, 4, 5}; constexpr int total = sum(numbers); // 编译时计算
- 编译时类型信息:
template<typename T> consteval const char* type_name() { if constexpr (std::is_same_v<T, int>) { return "int"; } else if constexpr (std::is_same_v<T, float>) { return "float"; } else { return "unknown"; } } constexpr const char* int_name = type_name<int>(); // 编译时计算
- 编译时元编程:
在模板元编程中,consteval
可以与 constexpr
结合使用,以在编译时生成和处理代码。
template<typename T, size_t... Indices> consteval auto create_array_helper(const T& value, std::index_sequence<Indices...>) { return std::array<T, sizeof...(Indices)>{((void)Indices, value)...}; } template<typename T, size_t N> consteval auto create_array(const T& value) { return create_array_helper(value, std::make_index_sequence<N>{}); } constexpr auto arr = create_array<int, 5>(42); // 编译时生成包含5个42的数组
请注意,consteval
函数不能在运行时被调用,它们只能在编译时计算。此外,consteval
函数必须满足一些额外的要求,如它们必须是纯函数(没有副作用),并且它们的返回类型和参数类型都必须是字面量类型。